油藏条件下泡沫油的油气相渗规律研究

委内瑞拉Orinoco地层油除了具有常规稠油的基本特性外,随开采压力的变化还呈现出极为复杂的“泡沫流体”流动特征,是典型的非牛顿流体,在油藏中的渗流过程属于非达西渗流,其在油藏条件下的油气相对渗透率关系还不清楚.长岩心衰竭实验显示了泡沫油的开发特征,缓慢的采油速度可使油气两相保持稳定.对常规油气相渗非稳态方法进行改进,利用气体驱替的慢速开发实验,结合衰竭实验和PVT实验的数据,计算出高温高压状态下泡沫油的油气相对渗透率关系.该方法对油气体积进行了准确的校正,计算的油气相渗关系显示出泡沫油的独特性:含气饱和度很低;气相相对渗透率值很低;油气两相曲线没有交点,在测试结束点时,气相相对渗透率值会迅速增长.     

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油聚集过程模拟及主控因素分析

以芦草沟组为研究对象,采用物理模拟和数值模拟方法,综合铸体薄片、高压压汞和微米CT等分析测试,分析致密储层含油饱和度增长过程,揭示致密油聚集过程及其主控因素。结果表明:致密储层含油饱和度增长模式分3种,相渗曲线和最终含油饱和度存在较大差异;致密油聚集过程及渗流特征主要受充注压力和孔隙结构控制,充注压力是含油饱和度增长的必要条件,孔隙结构是导致含油饱和度增长过程存在差异的主要因素,其中孔喉半径和配位数控制作用明显;孔喉半径增大,水相相对渗透率减小,油相相对渗透率和有效渗透率均增大;配位数增大,水相相对渗透率增大,油相相对渗透率减小,但油相有效渗透率呈指数增大,石油渗流能力增强,储层含油饱和度增长速度呈逐渐增大的趋势,最终含油饱和度也逐渐增大。     

华庆油田元284区空气泡沫调驱实验研究

针对华庆油田元284区微裂缝相对发育、水驱效果差的特点,拟采用空气泡沫驱进行水驱后进一步提高采收率,为此,通过模拟研究区实际的油藏特点,进行了泡沫流动实验,研究了气液比、渗透率、温度、注入流速、渗透率级差等因素对泡沫在多孔介质中的流动阻力的影响.结果表明,最佳的注入气液比是1∶1,注入流速是20 m3/d,泡沫流体在多孔介质中的阻力因子随着渗透率的增大而增大,随着含油饱和度的增加而降低,含油饱和度超过30%时,泡沫将无法形成较好的封堵.泡沫流体的这种特性可以使其在剩余油饱和度较低的高渗透层及微裂缝内形成较好的封堵,从而起到调驱的作用.     

Orinoco泡沫油的油气相对渗透率测试方法

参考中国石油天然气行业标准SY／T6339—1998,采用衰竭式开采的非稳态法测定了Orinoco泡沫油的油气相对渗透率,并建立了试验条件下油、气体积的计算方法。对泡沫油的油气相渗特殊性进行了描述和解释,并利用一维模型进行了检验和验证。结果表明：在泡沫油的油气相对渗透率曲线上,含气饱和度低,气相渗透率很低;压力高于拟泡点压力时,油气两相曲线没有交点,以油相渗流为主,这也是泡沫油产油量高的主要原因。模拟计算结果验证了泡沫油油气相对渗透率曲线的合理性。     

泡沫体系多流态渗流特征试验

为研究低张力泡沫体系多流态渗流特征,采用泡沫驱替试验分析泡沫渗流的瞬态和稳态变化特点、泡沫体系流动过程中的高、低干度流态区特征以及两种流态的转化条件。结果表明:泡沫在岩心内是逐渐形成的,当泡沫达到稳态后呈活塞式驱替;泡沫渗流具有多流态特征,在高干度流态区,压力梯度随液相速度增加而增加,压力梯度的对数值与液相速度呈较好的线性关系,而与气相速度关系不大;在低干度流态区,压力梯度随气相速度增加而增加,压力梯度的对数值与气相速度呈一定的线性关系,而与液相速度关系不大。     

水湿油藏油气水三相渗流模拟

针对试验获得多孔介质中油气水三相的渗流参数难度较大、经验模型预测不准确的问题,建立水湿油藏近混相状态下的三相渗流网络模型.利用孔隙级模拟方法分析三相渗流过程中可能存在的3种驱替过程,模拟再现不同的饱和路径,得到油气水三相相对渗透率.结果表明:在水湿油藏中,各种驱替结束后最终的油气水分布均为水相占据小孔隙,气相占据大孔隙,油相占据中间孔隙;三相水湿体系中的水相相对渗透率只是含水饱和度的函数,气相相对渗透率和油相相对渗透率小仅与各自的饱和度有关,还与三相饱和历史有关.     

应力敏感对致密砂岩气藏气水两相渗流特征影响研究

随致密气藏开发进行,地层压力降低产生应力敏感从而影响气水两相渗流。通过非稳态气驱水实验模拟致密气藏地层条件下气水两相渗流过程,研究了苏里格气田某区块盒8致密储层应力敏感对气水两相渗流的影响。结果表明:围压增大,气水渗流能力降低、共渗区减小、束缚水饱和度增大但总出水量变化不大,由于气相和液相应力敏感存在差异,气相相对渗透率增大、水相相对渗透率减小。     

基于试验拟合的泡沫油油藏模拟模型评价及渗流机制研究

建立能够反映泡沫油渗流机制的4组分(水、原油、溶解气和自由气)和5组分(水、原油、溶解气、分散气和自由气)模型,并以黑油模型为参照,通过拟合压力衰竭试验数据的方法,系统评价这3种模型的适用性,分析反应因子(代表气泡聚集和增长的速度)F1、原油黏度μo、压力控制时间t P等参数对泡沫油流的影响。结果表明:5组分泡沫油模型更适用于泡沫油油藏的模拟;F1、μo和t P对泡沫油模型影响较大;随着F1的增大,4组分泡沫油模型累积产油量减少,累积产气量增加,而5组分泡沫油模型累积产油、气量均增加;随着μo增大,3种模型累积产油、气量均减少;加快压力衰竭速度使临界含气饱和度变大,气相流动能力降低,泡沫油溶解气驱开发效果变好。     

低渗透油藏CO2非混相驱前缘移动规律研究

低渗透油藏CO₂非混相驱不同流体间相互作用复杂,前缘描述困难。为此,基于改进的CO₂驱相对渗透率模型,并考虑CO₂在原油中溶解及油相启动压力梯度的影响,推导出低渗透油藏CO₂驱分流量方程;引入渗流阻滞系数,对B-L方程进行修正,确立CO₂驱替前缘移动速度及饱和度剖面计算方法。通过与CO₂驱实验数据获取的含气饱和度剖面相对比,验证了计算方法的准确性。分析CO₂溶解作用、不同原油黏度及注入压力对CO₂驱前缘移动规律的影响,结果表明,考虑CO₂在原油中的溶解,前缘移动速度降低幅度超过50%;原油黏度越高,前缘移动速度越大;前缘移动速度随注入压力的增大而减小,并在最小混相压力处出现拐点。针对吉林、胜利与延长油田典型CO₂驱试验区,通过对比3者含气饱和度剖面分布,对3个区块CO₂驱的适应性进行了评价。     

蒸汽氮气泡沫调驱实验研究

针对蒸汽驱驱油过程中存在的蒸汽超覆、汽窜等问题,进行了渗透率及含油饱和度对平面调剖效果影响的室内实验研究。不同渗透率对平面调剖效果的影响实验表明,注蒸汽同时注入N2泡沫体系,可以增大低渗透岩心的波及体积,从而提高原油采收率;不同含油饱和度对平面调剖效果的影响实验表明,蒸汽伴注N2泡沫对次生水体和平面高渗透层具有良好的封堵能力。     

泡沫驱等效数学模型建立及机制分析

 随着泡沫剂在采油中的广泛应用,出现了许多泡沫驱的数值模拟方法.本文着重研究了泡沫的聚并机制和驱油机制,在此基础上建立了一种泡沫驱的等效数学模型,运用IMPES法对模型进行求解,并计算阻力因子值调整注入量,模拟泡沫的调剖效果,同时通过典型算例验证了该等效模型的可行性.对比了水驱、泡沫驱岩心中压力分布、饱和度分布及驱油效率,结果表明,泡沫对高渗透率层起到了很好的封堵作用,使采收率得到一定程度的提高.     

特低渗透油藏注气驱长岩心物理模拟

西部某油藏的储层物性为低孔特低渗,平均孔隙度12.32%,平均渗透率2.1×10-3μm2,在开发过程中存在注水困难的问题.为了研究油藏注气可行性,在室内进行长岩心驱替实验,得到了不同气体(CO2、N2及烃类干气)改善原油物性的效果,以及注入不同流体(纯水驱、纯N2驱、纯CO2驱、烃类干气驱、N2泡沫驱)提高原油采收率的效果.研究结果表明:在CO2、N2及烃类干气中,CO2能明显改善原油的物性,对原油的降黏效果和膨胀效果较明显,而N2和烃类干气对原油的膨胀不是很明显.与注水相比,注入4种气体都可以大幅度提高特低渗油藏的采收率.在4种气驱中,N2泡沫驱的驱油效率最高,达到57.12%,但驱替压差随着驱替进行而一直升高,而且在实验过程中注入压力超过了地层破裂压力,且注入量也达到7.10 PV的体积,现场实施时应引起高度重视.其次是纯CO2驱,N2驱最差.     

聚合物交联调剖驱油数学模型

为了优化聚合物交联调剖驱油方案,预测驱油效果,建立了描述聚合物交联调剖驱油过程的数学模型。该模型通过水相粘度和渗透率下降系数的变化模拟调剖驱油机理。水相粘度和渗透率下降系数表述为交联剂浓度、聚合物浓度、pH值和成胶时间的函数。该模型能够模拟调剖驱油具有的流度控制驱油机理以及所发生的对流、弥散、扩散、吸附等一系列物化现象。进行了调剖驱油典型算例计算。计算结果表明所建立的数学模型对调剖驱油机理模拟正确,模型具有较强的实用性。可以通过数值模拟方法辅助进行聚合物交联调剖驱油的机理研究、实际应用可行性研究、矿场方案优选和开发效果预测。     

氮气泡沫驱气体窜流特征实验研究

在泡沫驱提高油田采收率的过程中容易发生气体窜流现象。为了界定气窜时机和程度,提出产气率上升指数I_g;通过物理模拟实验,研究起泡剂浓度、注入方式、注入速度以及含油饱和度等参数对氮气泡沫驱气窜现象的影响。结果表明:表面活性剂可以增强液膜的强度,液膜排液作用降低了气窜现象的发生;使用泡沫发生器产生的泡沫质量优于段塞注入以及气液共注等方式,且不易发生气窜;注入速度越小,越容易发生气窜现象,但是注入速度超过一定值以后,泡沫的封堵能力趋于稳定;I_g=0.5为临界气窜点,超过临界气窜点,即发生气窜。     

中高渗油藏空气泡沫封堵与流度控制实验研究

注空气是提高采收率的有效技术;但对于中高渗、非均质油藏,单纯注空气容易引发气窜,加剧老井腐蚀,带来安全隐患。因此,针对此类油藏进行空气驱,需要加入泡沫进行封堵和流度控制。通过室内实验,进行了空气泡沫封堵能力影响因素的敏感性分析,研究了空气泡沫段塞在不同驱替方式和不同驱替速率下的流度控制作用。研究结果表明,温度对空气泡沫稳定性有不利影响;在实验压力范围内,高压可以提高空气泡沫的稳定性;当气液比在1∶1~2∶1之间时,空气泡沫的封堵能力达到最大值;泡沫段塞后气驱,体系阻力因子先增大后减小;泡沫段塞后水驱,在一段时间内体系的阻力因子持续增大;无论是泡沫段塞后气驱还是泡沫段塞后水驱,较高的注入速率会带来较强的封堵能力。     

储层压力下氮气泡沫封堵性能影响因素研究

 储层压力对泡沫产生的封堵能力影响较大.为了研究泡沫在实际储层压力下封堵性能的影响因素,实验设置10MPa的回压模拟泡沫生成的环境压力,以氮气作为气相介质研究储层压力、气液比、渗透率、含油饱和度、地层倾角等对泡沫封堵性和稳定性的影响.实验结果表明,储层压力影响泡沫的封堵性能,压力越大泡沫产生的阻力效应越小.在一定的储层压力下,存在最佳的气液比,使得泡沫产生的阻力效应最强.储层的孔隙结构影响泡沫的存在形态,渗透率越高的储层中泡沫的封堵作用越强.低含油饱和度情况下,泡沫仍能产生一定的封堵作用,但是封堵有效期很短,因此氮气泡沫可以在低含油饱和度储层中形成暂时封堵.泡沫在存在倾角的储层中更易均匀分布,产生的封堵阻力越高,同时也说明泡沫在垂向上的封堵能力更佳.     

渗透率及含油饱和度对泡沫性能的影响研究

针对油层渗透率和含油饱和度的不同使同种泡沫体系的起泡能力和封堵能力有较大差异,开展了不同渗透率 和含油饱和度条件下泡沫体系的起泡能力和封堵能力研究。研究依靠室内驱替实验测定压力表读数,计算不同渗透 率和含油饱和度条件下的阻力系数。结果表明：随着渗透率的增加泡沫起泡能力增加、封堵能力变好,当渗透率大于 463 mD 后,渗透率对起泡能力和封堵能力的影响变小;同时随着运移位置的增加阻力系数降低,泡沫体系起泡能力小 于消泡能力,封堵能力变差;而随着含油饱和度的增加泡沫起泡能力和封堵能力逐渐降低,但在不同含油饱和度条件 下降低幅度不同,可以分为3 个阶段：缓慢下降、急剧下降和平衡阶段,在含油饱和度低于33% 情况下,阻力系数高于 23,此时起泡能力强、封堵性能好。为下阶段研究泡沫驱在油田的开展奠定了理论基础。     

海上稠油热化学驱三维物理模拟

依据渤海某稠油油藏的地质特征自主研发设计大型三维物模设备,研究在蒸汽驱过程中伴注化学剂和烟道气等增产措施对稠油热采的强化作用,分析模型温度场和剩余油饱和度场的分布特征,根据三维物模实验条件建立数值模型,验证三维物模实验结果的精确性。结果表明:相比于普通蒸汽驱,热化学驱的单井采收率可提高5.89%,加入烟道气进行强化热化学驱后,气体的隔热增能作用和泡沫的调堵驱油作用可以大幅度扩大油层的热波及面积,提高原油采收率,模型的单井含水率下降了28.17%,采收率提高了37.19%;数值模拟结果与物模实验结果具有良好的拟合程度。     

致密-低渗透油藏两相启动压力梯度变化规律

致密-低渗油藏油水两相渗流时存在启动压力梯度,导致基质中剩余油和残余油的驱动非常困难,水驱开采效果普遍较差。为了确定致密-低渗储层两相启动压力梯度变化规律,通过物理模拟方法研究了一维水驱油过程中两相启动压力梯度与平均含水饱和度之间的关系,并分析了两相启动压力梯度的形成原因。结果表明,两相启动压力梯度随平均含水饱和度增大先升高后降低,在油水前缘位于出口端附近时达到最大值;两相启动压力梯度最大值与岩心气测渗透率呈良好的幂函数关系,渗透率越低两相启动压力梯度最大值上升速度越快;同一岩心中两相启动压力梯度远大于原油启动压力梯度。可见致密-低渗油藏水驱过程中两相启动压力梯度随着油水前缘运移先增大后减小,同时油水间毛管力是两相启动压力梯度形成的主要原因。